周期性非均匀介质波导特征模分析的七点频域有限差分方法技术
【技术实现步骤摘要】
周期性非均匀介质波导特征模分析的七点频域有限差分方法
本专利技术属于毫米波集成电路
，涉及电磁场数值分析中的不均匀介质分析方法，是基于频域有限差分方法以及周期性边界条件对非均匀介质波导传播模式的分析，结合介质分界面边界条件以及三维空间离散建立特征方程，可用于周期性毫米波集成电路中非均匀介质波导的模式分析，从而指导其系统设计，本专利技术具体是一种周期性非均匀介质波导特征模分析的七点频域有限差分方法。
技术介绍
毫米波技术、系统及应用是工业界、学术界以及商业界长期以来最为关注的领域之一。其工作频段介于微波及光波之间，兼有二者的优点，同时又有其独特的特点。相对于微波波段，毫米波具有极宽的带宽，对于目前日趋紧张的频率资源显得尤为引人注目；与此同时，毫米波天线具有极窄的波束宽度，因此可以提供更高的空间分辨率；最为重要的是，毫米波器件体积极小，其系统更易小型化、集成化，同时也带来了质量轻的特点，提高其便携性。而相对于光波，毫米波穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点。正是因为这些特点，毫米波技术得到了广泛的应用，诸如可以提供更为细节信息的安检系统，可用于提高制...
【技术保护点】
周期性非均匀介质波导特征模分析的七点频域有限差分方法，其特征在于，包含以下步骤：01)对周期性非均匀介质波导结构在计算机中进行电磁建模：将波导体放置在直角坐标系中,使波导壁与坐标平面平行,且波导中填充的介质沿z轴方向呈现周期性,周期为d，建立三维坐标数组记录外形及非均匀介质分布的三维坐标参数,同时建立介电常数数组记录该波导结构中介电常数的空间分布；02)基于三维坐标数组以及介电常数数组对该波导结构进行离散剖分；03)对传播常数β进行赋初值；04)选取传播常数β的最大值,判断待分析的传播常数是否小于选取的最大传播常数，如果满足条件，执行步骤05)，否则跳转至步骤11)；05)...
【技术特征摘要】
1.周期性非均匀介质波导特征模分析的七点频域有限差分方法，其特征在于，包含以下步骤：01)对周期性非均匀介质波导结构在计算机中进行电磁建模：将波导体放置在直角坐标系中,使波导壁与坐标平面平行,且波导中填充的介质沿z轴方向呈现周期性,周期为d，建立三维坐标数组记录外形及非均匀介质分布的三维坐标参数,同时建立介电常数数组记录该波导结构中介电常数的空间分布；02)基于三维坐标数组以及介电常数数组对该波导结构进行离散剖分；所述的基于三维坐标数组以及介电常数数组对该波导结构进行离散剖分，具体是将周期性非均匀介质波导结构剖分为正六面体单元的组合,若该结构工作在频带f1～f2之间，则采用边长不超过λ2/20的正六面体单元进行剖分，其中λ2为f2所对应电磁波波长；在介电常数发生变化区域的剖分单元，必须保证顶点位于非均匀介质分界面，剖分单元的顶点即为计算节点，若该周期性单元在x方向剖分为Lx个单元，在y方向剖分为My个单元，在z方向剖分为Nz个单元，则节点序号从(0,0,0)开始，终止于(Lx,My,Nz)，其间的任意计算节点表示为(l,m,n)，l,m,n分别表示该计算节点在x、y、z方向上与起始计算节点相距l×d，m×d，n×d；此时可用周期性单元表面及内部所有计算节点处电场强度及磁场强度离散表示整个周期性单元的电磁场分布；03)对传播常数β进行赋初值；04)选取传播常数β的最大值,判断待分析的传播常数是否小于选取的最大传播常数，如果满足条件，执行步骤05)，否则跳转至步骤11)；05)利用Floquet定理在周期性单元沿z轴方向的两个边界面上施加周期性边界条件：选取周期性非均匀介质波导结构的一个周期性单元作为分析目标，若周期单元长度为d，单元中传播的电磁场角频率为ω，复传播常数为γ＝α+jβ，其中α为衰减因子，β为传播常数；由周期性边界条件可知，其中和分别为点(x,y,z)处电场强度矢量和磁场强度矢量，且均为周期函数，即06)提取等效谐振腔模型：定义复频率ω'＝ω+jαvg，其中vg为群速，利用复频率定义复振幅矢量,利用步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐乐，李蕊，史小卫，王俊，仁学施，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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